KR101129870B1 - 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이종 시설물들에 부착되어 있는 센서들을 통해 시설물의 상태 및 안전도에 대한 실시간 모니터링을 현장에 직접 가지 않고 원격에서 관리할 수 있도록 하기 위하여, 시설물의 센서로 구성되는 단위 시스템(10)과 데이터수집 시스템(300) 사이에 무선 통신 채널을 설정하는 통신 연결 제어단계(S10)와; 통신채널이 설정된 상태에서 상기 단위 시스템(10)의 센서정보-센서 기기정보-를 전달받고, 상기 데이터수집 시스템(300)이 상기 단위 시스템(10)으로부터 수신될 Raw Data 전송을 제어하는 Raw Data 수집 제어 단계(S20)와; 제어 데이터의 제어에 따라 상기 단위 시스템(10)이 상기 데이터수집 시스템(300)으로 센서 데이터, 센서 이벤트 데이터 및 센서상태 데이터 중 적어도 어느 하나를 Raw Data 형태로 전송하는 Raw Data 보고단계(S30)와; 상기 센서 데이터, 센서 이벤트 데이터 및 센서상태 데이터 중 적어도 어느 하나를 모니터 상에 디스플레이 시키는 디스플레이단계(S40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법을 제공한다.

Description

센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법{METHOD FOR REMOTELY MONITORING VARIETY FACILITIES USING SENSORS}
본 발명은 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도로, 교량, 하천, 댐, 공항과 같은 이종 시설물들에 설치된 다양한 종류의 센서들을 통해 시설물들의 안전도를 원격으로 모니터링 하기 위한 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법에 관한 것이다.
오늘날의 시설물들에 대한 안전관리 시스템 현황은, 각 관리 주체별로 독립적으로 운용 중에 있다.
특히, 다양한 종류의 센서 (온도계, 변형률계, 가속도계, GPS 센서 등)가 설치된 시설물(교량, 건물, 사면, 하청.제방 등)의 안전도를 관리하는 방법은 단위 시스템 별로 구축되어 있어 무선 통신망을 통한 데이터 전달이 필요 없었다.
그러나 이러한 기존 시스템은 정보 분석, 평가 미비 등의 문제로 활용도가 낮으며 통합 관리가 되지 않아 정보화, 표준화의 어려움이 존재하게 된다.
특히, 센서의 종류에 따라 계측하는 값이 상이한데, 가령 온도 센서의 경우 초/분 단위로 한번 하나의 데이터가 계측되고 1축 가속도나 변형률 센서의 경우 하나의 데이터를 1초에 2개 이상 계측한다.
3축 가속도의 경우 다중의 데이터를 1초에 2개 이상 계측하고 사면이나 하청, 제방에서 많이 사용되는 광섬유센서처럼 길이를 가지는 센서의 경우 센서 자체의 파라미터인 위치와 value를 동시에 측정되어야 한다.
즉, 각 시설물의 단위시스템에 구축된 센서들의 종류에 따라 정적/동적 데이터를 수집하게 되는데, 동적 데이터의 경우 센서에 따라 대량의 센서 데이터가 수집/생성되므로 이를 주기적인 방법을 통해 수집하거나 특정 기간 동안의 데이터를 즉시 수집하는 방법이 개발되어야 할 것이다.
따라서 상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 교량, 건물, 사면, 하청, 제방, 공항 도로 등의 이종 시설물들에 설치된 다양한 종류의 센서들(온도계, 변형률계, 가속도계, GPS센서 등)로부터 전달되는 Raw Data를 통해 원격으로 모니터링 하도록 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법을 제공하기 위함이다.
또한 본 발명의 목적은, 다양한 종류의 센서를 설치한 이종 시설물들의 모니터링을 통합적으로 수행하기 위해 시설물들의 대량의 동적/정적 데이터를 주기적으로 수집하고 이를 효과적으로 처리하도록 하는 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법을 제공하기 위함이다.
상기의 해결하고자 하는 과제에 의한 본 발명의 목적은 시설물의 센서로 구성되는 단위 시스템과 데이터수집 시스템 사이에 무선 통신 채널을 설정하는 통신 연결 제어단계와; 통신채널이 설정된 상태에서 상기 단위 시스템의 센서정보-센서 기기정보-를 전달받고, 상기 데이터수집 시스템이 상기 단위 시스템으로부터 수신될 Raw Data 전송을 제어하는 Raw Data 수집 제어 단계와; 제어 데이터의 제어에 따라 상기 단위 시스템이 상기 데이터수집 시스템으로 센서 데이터, 센서 이벤트 데이터 및 센서상태 데이터 중 적어도 어느 하나를 Raw Data 형태로 전송하는 Raw Data 보고단계와; 상기 센서 데이터, 센서 이벤트 데이터 및 센서상태 데이터 중 적어도 어느 하나를 모니터 상에 디스플레이 시키는 디스플레이단계를 포함하는 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법에 의해 달성된다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 통신 연결 제어 단계는, 특정 시설물에 최초 혹은 추가로 설치되는 상기 단위 시스템의 센서와 해당 데이터수집 시스템이 통신채널을 가지도록, 상기 데이터수집 시스템이 상기 단위 시스템에 통신 채널 설정 요청 메시지를 전달하는 통신 채널 설정 요청 단계와; 채널이 설정되면, 상기 단위 시스템이 상기 데이터수집 시스템에 통신채널 설정 요청 응답 메시지를 전송하는 채널 설정단계와; 상기 단위 시스템과 상기 데이터수집 시스템 간의 통신채널 상태를 확인하도록, 상기 데이터수집 시스템이 통신 채널 상태확인 요청 메시지를 상기 단위 시스템에 전달하는 통신 채널 상태 확인 요청 단계와; 상기 단위 시스템이 채널 상태를 확인하여 통신채널 상태확인 응답 메시지를 전달하는 채널 상태 확인단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 Raw Data 수집제어 단계는, 관리 대상이 되는 센서의 정보를 전달받도록, 상기 데이터수집 시스템이 상기 단위 시스템에 관리대상 센서 정보 데이터 요청 메시지를 전달하는 센서 정보 데이터 요청 단계와; 상기 센서 정보 데이터 요청에 따라 상기 단위 시스템으로부터 관리대상 센서 정보 데이터 응답 메시지를 전달받는 센서 정보 데이터 응답 단계와; 상기 데이터수집 시스템이 Raw Data의 수집에 대한 시작/중지/주기 변경 등을 제어하도록 Raw Data 제어 요청 메시지를 단위 시스템에 전달하는 Raw Data 제어 요청 단계와; 상기 Raw Data 제어 요청에 따라 단위 시스템으로부터 Raw Data 제어 응답 메시지를 전달받는 Raw Data 제어 응답 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 Raw Data 제어 응답 단계에서 정적 데이터와 동적 데이터는 1분 ~ 5분 주기로 전송되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 Raw Data 보고 단계는, 상기 데이터수집 시스템이 상기 단위 시스템으로부터 센서 데이터, 센서 이벤트 데이터, 센서정보 데이터, 동영상 데이터를 설정된 수집주기에 따라 Raw Data 혹은 Raw Data 파일의 형태로 수집받게 되는 Raw Data 전송단계와; 통신 채널을 해제하고자 할 경우, 상기 데이터수집 시스템이 상기 단위 시스템에 통신채널 해제 요청 메시지를 전달하는 통신 채널 해제 요청 단계와; 상기 통신 채널 해제 요청에 따라 상기 단위 시스템으로부터 통신채널 해제 요청 응답 메시지를 전달 받는 통신 채널 해제 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 각 시설물은 공항, 공동구, 하천/제방, 철도교량, 철도사면, 철도터널, 도로터널, 지하철, 도로교량을 포함하여 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 디스플레이 단계는 상기 데이터수집 시스템으로부터 전달되는 센서 데이터, 센서이벤트 데이터, 동영상 데이터 및 센서 정보 데이터 중 적어도 어느 하나를 유저 인터페이스에 따른 화면구성으로 모니터 상에 디스플레이 하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 단위 시스템은 상기 Raw Data를 TCP/IP 형태로 전송되며 Raw Data 파일을 FTP 형태로 전송하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 디스플레이단계 이후에, 센서 데이터, 센서 이벤트 데이터 및 센서상태 데이터 중 적어도 어느 하나에 대한 이상 징후를 발견하여 조기 경보 메시지를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기의 과제 해결 수단에 의한 본 발명의 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법은 이종 시설물들에 대한 상태 및 안전도에 대한 실시간 모니터링을 통합적으로 관리함으로써 현장에 직접 가지 않고 원격에서 시설물의 안전 상태를 관리할 수 있으므로 인력 투입의 절감을 실현할 수 있게 되고, 자연 재해를 사전에 예방할 수 있어 그 피해를 최소화할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법의 실시예에 따른 전체 시스템 구성도,
도 2는 센서 데이터의 테이블 구성도,
도 3은 Raw Data 파일의 예시도,
도 4는 데이터수집 시스템과 단위 시스템간의 통신을 위한 메시지 흐름도,
도 5는 본 발명의 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법을 위한 전체 순서도,
도 6은 도 5의 통신연결 제어단계를 수행하기 위한 순서도,
도 7은 도 5의 Raw Data 수집 제어 단계를 수행하기 위한 순서도,
도 8은 도 5의 Raw Data 보고 단계를 수행하기 위한 순서도.
이하 본 발명의 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법의 실시예를 첨부되는 도면들을 통해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법을 실시하기 위한 전체 구성도이다.
도면에서 보는 바와 같이, 본 발명의 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 시스템의 구성은, 각 시설물마다 설치되는 복수개의 센서들로 구성되는 복수개의 단위 시스템(10), 각 단위 시스템으로부터 전달되는 데이터를 수집하여 저장/평가/분석하는 복수개의 데이터수집 시스템(300), 상기 데이터수집 시스템(300)에서 신호 처리된 데이터를 전달받아 모니터링하며, 모니터링을 통해 센서로부터 필요한 데이터의 요청 및 경보메시지를 생성하는 통합운영시스템(100), 상기 통합운영시스템(100)에서 발생한 경보 메시지를 작동시키는 조기경보 시스템(400), 상기 통합운영시스템(100)에 저장되는 데이터를 요청하여 외부자료로 활용하는 외부기관시스템(500)으로 구성된다.
상기 단위 시스템(10)은 특정 시설물에 설치되어 있는 복수개의 센서 집합으로 구성되며, 이러한 각 시설물에 대해 서로 다른 종류의 센서들로 구성되는 단위 시스템이 구축되어 있다.
여기서 상기 시설물이라 함은 공항, 공동구, 하천제방, 철도교량, 철도사면, 철도터널, 지하철, 도로교량, 도로사면, 도로터널 등의 시설물에 해당된다.
이에 각 시설물에 설치되는 센서들은 다음과 같다.
상기 공항에서는 온도계, 변형률계, 가속도계, 풍향풍속계, 경사계, CCTV 센서들이 설치되며, 공동구에서는 온도, 누수, 변형을 측정하기 위해 온도계, 변형률계, 누수측정계가 설치된다.
공항의 상기 변형률계는 활하중, 온도변화, 풍하중 등에 따른 종방향 및 횡방향 변형률을 측정하여 기둥/가로보의 동력변화를 감지하는 센서이며, 상기 경사계는 외부하중에 의한 지간 길이가 가장 큰 가로보의 처짐 및 변위를 측정하는 센서이다.
상기 온도계는 구조물의 내외부 거동 분석을 위한 온도변화를 측정하는 센서이며, 상기 가속도계는 상부구조물의 동적거동특성 파악을 위한 진동 가속도를 측정하는 센서이며, 상기 풍향계는 구조물의 바람거동특성 파악을 위한 풍향 및 풍속 측정 센서이다.
또한 하천/제방에서는 누수, 변형을 측정하기 위해 변형률계, 지중경사계, 누수측정계가 설치되며, 철도교량에서는 구조물의 가속도 측정을 위해 가속도계, 구조물의 정적 변형률을 측정하기 위해 FBC 광섬유 변형률계, 구조물의 임피던스를 측정하기 위해 압전센서가 설치된다.
상기 하천/제방의 지중경사계는 광섬유 지중경사계이며 제체 지중의 수평 변형을 측정하는 센서이며, 광섬유 변형측정계는 비탈면의 거동 측정을 위한 센서이며, 상기 광섬유 누수측정계는 침윤선 및 온도 변화에 따른 누수측정을 위한 센서이다.
또한 철도사면에서는 사면계측을 위한 지중변위, 강수량, 각도, 온도계 수압계가 설치되며, 철도터널에서는 터널계측을 위한 가속도계, 내공변위측정계, 균열계, 강수량계, 온도계가 설치되며, 도로터널은 CCTV와 FBG 변형률계가 설치된다.
기 터널의 균열계는 터널 구조물의 안전성을 판단하기 위하여 콘크리트 라이닝에 발생된 균열의 진행 상태를 측정하는 센서이며, 내공변위측정계는 터널구조물의 안전성을 판단하기 위하여 외부 하중으로 콘크리트 라이닝의 변위량을 측정하는 센서이다.
상기 온도계는 콘크리트 라이닝의 온도영향 판단을 위하여 온도를 측정하는 센서이며, 가속도계는 동적 거동 특성을 파악하기 위한 가속도를 측정하는 센서이다.
상기 강우량계는 강우 거동 특성을 파악하기 위해 15분/30분/60분/1일 단위의 강우량을 측정하기 위한 센서이며, 상기 전압계는 배터리의 전압을 측정하는 센서이다.
상기 수압계는 배수터널의 잔류 수압 유무 및 크기를 측정하고 비배수 터널의 라이닝에 작용하는 수압을 측정하기 위한 센서이다.
사면의 지중경사계는 지중변위량에 대한 안전도를 측정하는 센서이며, TW 변형률계는 슬라이딩에 대한 안전도를 측정하는 센서이다.
사면의 간극 수압계는 Slope/W와 간극수압을 이용하여 실시간 안전율과 파괴확률을 산정하여, 국부, 표면, 원호파괴에 대한 안전율을 측정하는 센서이다.
또한 지하철에서는 온도계측, 콘크리트 균열을 위한 온도계와 균열계가 설치되며, 도로교량에서는 케이블 장력을 위한 1축가속계, 주향동적거동특성을 위한 3축가속도계, 주형온도측정을 위한 온도계, 주형의 수직 처짐을 위한 경사계, 풍향 및 풍속을 위한 풍향풍속계, 교량 영상모니터링을 위한 CCTV, 진동 측정을 위한 가속도계, 온도 측정을 위한 진동현온도계, 경간 최대 정 모멘트부에서의 최대 응력 측정을 위한 광학식 변령률센서, 전기저항식 변령률센서, 붕괴감지/과재하중감지/수위감지를 위한 CCTV, 정적변형률계, 동적변형률계, 지진계, 신축변위계, 신축이음계, 처짐계, 케이블장력계, 가속도계, GPS, 부식측정계 등이 설치된다.
교량의 상기 1축 가속도계는 케이블의 장력을 측정하기 위한 센서이며, 상기 3축 가속도계는 주형의 동적 거동 특성을 측정하기 위한 센서이다.
상기 온도계는 주형의 온도를 측정하기 위한 센서이며, 상기 경사계는 주형의 수직 처짐을 측정하기 위한 센서이다.
상기 풍향풍속계는 풍향 및 풍속을 측정하기 위한 센서이며, 상기 변형률계는 변형률, BWIN용, 피로분석을 측정하기 위한 센서이다.
상기 지진계는 지진상황을 측정하기 위한 센서이며, 신축변위계는 주형의 신축정보를 측정하는 센서이다.
상기 처짐계는 주형의 처짐 정도를 측정하는 센서이며, 행어 장력계는 행어에 걸리는 장력을 측정하는 센서이다.
상기 부식측정계는 온습도 계측을 통한 부식정도 측정을 위한 센서이며, GPS는 절대 거대 변위를 측정하기 위한 센서이다.
또한 각 시설물에 부착되어 있는 CCTV는 센서 및 센서 주위의 이상 징후 발생 지역을 촬영하여 실시간 동영상 데이터로 제공하도록 영상서버를 구성하고 있다.
상기 단위 시스템(10)을 구성하는 각각의 개별 센서들은 해당 데이터수집 시스템(300)과 TCP/IP 소켓통신을 통해 데이터 및 메시지를 송수신하게 되는 바, 이때 데이터수집 시스템(300)은 서버가 되며 단위 시스템(10)은 클라이언트로 동작하게 된다.
상기 단위 시스템(10)은 상기 센서에서 측정된 각종 데이터 혹은 데이터수집 시스템(300)에서 요구한 데이터들을 Raw Data 형태 혹은 Raw Data 파일형태로 생성하여 전송하게 되는데, 이때 상기 Raw Data는 TCP/IP 형태로 전송되며, Raw Data 파일은 FTP 형태로 전송된다.
TCP/IP인 경우 하나의 메시지에 센서별 Raw Data나 다수개 센서의 Raw Data를 포함해서 보낼 수 있고, FTP인 경우 단위 시스템(10) 별로 하나의 파일에 측정된 모든 센서 데이터를 포함시켜 전송할 수 있다.
도 2에서 보는 바와 같이, Raw Data의 메시지 테이블은 다음과 같으며, 여기서 센서 데이터 필드에 센서에서 측정된 센서 데이터 값을 포함하게 된다.
FTP의 경우, PCP/IP 방식과 비슷하나 각 센서가 수집한 센서 데이터들을 하나로 병합하여 파일로 생성하게 된다.
도 3은 데이터 수집 간격이 1초인 단위 시스템이 1분마다 전송하는 FTP로 Raw Data 파일의 예시도이며, 이때 단위 시스템(10)은 센서의 개수가 3개이며, 1축센서 sens01, 2축센서sens02, 3축센서 sens03을 포함하게 된다.
상기 단위 시스템(10)에서 전송되는 Raw Data 혹은 Raw Data 파일은 센서정보 데이터, 센서 데이터, 센서이벤트 데이터, 동영상 데이터 등을 포함하고 있다.
상기 센서 데이터는 센서에서 측정된 시설물에 대한 센서값 데이터이며, 센서정보 데이터는 센서기기의 작동상태에 대한 이벤트 기록 데이터이다.
또한 상기 센서 이벤트 데이터는 시설물에 발생하는 이벤트에 대한 메시지 정보이며, 동영상 데이터는 센서 및 시설물의 해당 구역을 촬영한 동영상데이터이다.
상기 데이터수집 시스템(300)은 상기 단위 시스템(10)과 통합운영시스템(100) 사이에서 단위 시스템(10)의 데이터 처리 및 데이터 전달 그리고 데이터 분석과 저장, 단위 시스템(10)과의 통신채널 설정 및 채널 상태 확인을 수행하게 된다.
보다 구체적으로 단위 시스템(10)과 데이터수집 시스템(300)은 도 4에서 보는 바와 같이 통신 연결 제어, 수집 제어 등을 통해 최종적으로 Raw Data 보고를 하도록 다음과 같은 메시지를 송수신 한다.
우선 통신 연결제어를 위해, 특정 시설물에 최초 혹은 추가로 설치되는 상기 단위 시스템(10)이 해당 데이터수집 시스템(300)과의 통신채널을 설정하여 센서 데이터를 전달하도록, 데이터수집 시스템(300)이 단위 시스템(10)에 통신채널 설정 요청 메시지를 전송하게 되며, 이에 단위 시스템(10)은 통신채널 설정 요청 응답 메시지를 전송함으로써 단위 시스템(10)과 데이터수집 시스템(300)간의 통신설정이 이루어진다.
또한 특정 시설물에 설치되어 데이터수집 시스템(300)과 통신 설정되어 있던 센서를 삭제할 경우에는 데이터수집 시스템(300)이 단위 시스템(10)에 통신채널 해제 요청 메시지를 전달함으로써 통신설정이 해제된다.
또한 상기 단위 시스템(10)과 데이터수집 시스템(300) 간의 통신채널 상태를 확인하기 위해 상기 데이터수집 시스템(300)은 통신 채널 상태확인 요청 메시지를 단위 시스템(10)에 전달하게 되며, 이에 단위 시스템(10)은 통신채널 상태확인 응답 메시지를 전달하게 된다.
또한 데이터수집 시스템(300)의 수집제어를 위해, 관리 대상이 되는 센서의 정보를 전달받도록 관리대상 센서 정보 요청 메시지를 요청하며 이에 단위 시스템(10)으로부터 관리대상 센서정보 응답 메시지를 전달받게 된다.
상기 관리대상 센서 정보는 상기 센서정보 데이터에 해당하며 센서기기의 종류 및 고유 ID 등이 포함된다.
또한 상기 데이터수집 시스템(300)은 센서 데이터의 수집에 대한 시작/중지/주기 변경 등을 제어하도록 센서 데이터 제어요청 메시지를 단위 시스템(10)에 전달함으로써 데이터수집 시스템(300)으로부터 이에 대한 센서 데이터 제어 응답 메시지를 전달받도록 한다.
따라서 이를 통해 상기 단위 시스템(10)은 시설물에서 측정된 센서값에 대해 데이터수집 시스템(300)에 센서 데이터로 전송하기 시작하여 중지 명령이 있기까지 설정 주기만큼 전송하게 된다.
바람직하게, 상기 단위 시스템(10)은 정적 데이터 및 동적 데이터를 1분에서 5분 주기로 데이터수집 시스템(300)으로 전송하게 된다.
상기 데이터수집 시스템(300)은 단위 시스템(10)으로부터 전달받은 Raw Data 혹은 Raw Data 파일을 데이터 처리하여 샘플링함으로써 디지털데이터로 변환하고, 이를 스토리지에 저장함과 동시에 통합운영시스템(100)으로 전달한다.
특히 상기 데이터수집 시스템(300)은 센서 데이터 값에 대한 이상 유무를 판단하고 그 분석결과를 이상 판정 결과 메시지로 생성하여 통합운영시스템(100)에 전송함으로써 통합운영시스템(100)의 모니터 상에 디스플레이 되도록 한다.
이를 위해 상기 데이터수집 시스템(300)은 상기 통합운영시스템(100)과 함께 중앙 관제실에 위치하게 되어 이들 간은 자체적인 통신표준에 따라 유선으로 데이터송수신을 한다.
또한 상기 데이터수집 시스템(300)은 각각의 시설물마다 구축되어 있는 단위 시스템(10)을 구성하는 각각의 센서들로부터 Raw Data를 전달받게 되므로 복수개의 해당 시설물에 대응하는 각각의 복수개의 데이터수집 시스템(300)으로 구성되어진다.
상기 통합운영시스템(100)은 모니터와 연결되어 있어, 상기 데이터수집 시스템(300)에서 신호 처리되어 전달된 Raw Data의 센서데이터, 센서 정보 데이터, 센서 이벤트 데이터, 동영상 데이터 등을 통합관리 UI에 따른 대시보드(DASH BOARD) 인터페이스에 따라 종합화면 및 감시대상 별 상세 정보화면에서 디스플레이 하도록 한다.
이때 CCTV에서 촬영되는 동영상 데이터는 시설물 혹은 시설물에 설치된 센서에 대한 실시간 화면으로 디스플레이 되며, 센서 데이터는 데이터수집 시스템(300)에서 분석된 값에 대해 도표 혹은 수치로 나타나게 된다.
또한 센서 정보 데이터는 모니터(200) 상에서 해당 센서를 선택함에 따라 센서기기에 대한 정보로 나타나게 되며, 센서 이벤트 데이터는 모니터 상에서 실시간 센서에서 발생하는 현황을 알리는 텍스트나 경고 메시지로 자막처리 되어 나타나도록 한다.
또한 상기 통합운영시스템(100)은 상기 데이터수집 시스템(300)으로부터 전달받은 모든 데이터를 저장하였다가, 외부기관시스템(500)의 요구에 따라 이들 데이터를 제공하도록 한다.
상기 외부기관시스템(500)은 상기 시설물 안전관리 데이터를 필요로 하는 정부기관, 연구소 등의 서버에 해당한다.
또한 상기 통합운영시스템(100)은 모니터 상에서 센서데이터, 센서 이벤트 데이터, 동영상 데이터 중 어느 하나 이상에 대해 이상 징후가 발견되면, 조기경보 메시지를 생성하여 이를 조기경보 시스템(400)에 전달하도록 한다.
상기 조기경보 시스템(400)은 상기 통합운영시스템(100)으로부터 전달받은 XML 형태의 CAP 메시지를 통해 조기경보를 작동시키며, 관련기관(시설물에 직접 투입되어 안전관리 상태를 점검하거나 복구하는 업체 및 기관)과 통신하여 해당 경보메시지를 전달함으로써 시설물의 이상 징후에 대한 신속한 대처를 하도록 한다.
도 5는 본 발명의 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법의 순서도를 도시하고 있다.
도면에서 보는 바와 같이, 우선 시설물의 센서로 구성되는 단위 시스템(10)과 데이터수집 시스템(300) 사이에 무선 통신 채널을 설정하는 통신 연결 제어단계(S10)를 수행하게 된다.
상기의 통신 연결 제어단계(S10)에서는 도 6에서 보는 바와 같이, 특정 시설물에 최초 혹은 추가로 설치되는 단위 시스템(10)의 센서와 해당 데이터수집 시스템(300)이 통신채널을 가지도록, 상기 데이터수집 시스템(300)이 상기 단위 시스템(10)에 통신 채널 설정 요청 메시지를 전달하는 통신 채널 설정 요청 단계(S11)를 수행하게 되고, 이에 따라 단위 시스템(10)과의 채널이 설정되면, 단위 시스템(10)이 데이터수집 시스템(300)에 통신채널 설정 요청 응답 메시지를 전송하는 채널 설정단계(S12)를 수행하게 된다.
상기의 채널 설정단계를 수행한 후, 상기 단위 시스템(10)과 데이터수집 시스템(300) 간의 통신채널 상태를 확인하기 위해 상기 데이터수집 시스템(300)은 통신 채널 상태확인 요청 메시지를 단위 시스템(10)에 전달하는 통신 채널 상태 확인 요청 단계(S13)를 수행하게 되고, 상기 단위 시스템(10)은 상기 통신 채널 상태확인 요청 메시지에 따라 채널 상태를 확인하여 통신채널 상태확인 응답 메시지를 전달하는 채널 상태 확인단계(S14)를 수행하게 된다.
상기와 같이 통신 연결 제어 단계(S10)를 모두 수행하여 통신채널이 설정된 상태에서, 데이터수집 시스템(300)이 단위 시스템(10)의 센서정보를 전달받아 데이터수집 시스템(300)이 단위 시스템(10)으로부터 수신받게 될 Raw Data 전송을 제어하는 Raw Data 수집 제어 단계(S20)를 수행하게 된다.
상기의 Raw Data 수집 제어 단계(S20)에서는, 도 7에서 보는 바와 같이, 관리 대상이 되는 센서의 정보를 전달받도록, 상기 데이터수집 시스템(300)이 상기 단위 시스템(10)에 관리대상 센서 정보 요청 메시지를 전달하는 센서 정보 데이터 요청 단계(S21)를 수행하게 되며, 이에 따라 단위 시스템(10)으로부터 관리대상의 센서정보 응답 메시지를 전달받는 센서 정보 데이터 응답 단계(S22)를 수행하게 된다.
또한 상기 데이터수집 시스템(300)이 센서 데이터의 Raw Data 수집에 대한 시작/중지/주기 변경 등을 제어하도록 설정정보가 포함된 Raw Data 제어요청 메시지를 단위 시스템(10)에 요청하는 Raw Data 제어 요청 단계(S23)를 수행하며, 이에 따라 단위 시스템(10)으로부터 이에 대한 Raw Data 제어 응답 메시지를 전달받는 Raw Data 제어 응답 단계(S24)를 수행하게 된다.
따라서 상기 Raw Data 제어 응답 단계(S24)를 수행한 후 상기의 시작/중지/주기 변경에 대한 설정정보에 따라 단위 시스템(10)은 데이터수집 시스템(300)에 Raw Data를 설정 주기마다 전송하기 시작하는 Raw Data 보고 단계(S30)를 수행하게 된다.
이때, 정적 데이터와 동적 데이터는 1분 ~ 5분 주기를 가지며 전송되는 것이 바람직하며, 특히 동적 데이터는 file 형태로 전송되는 것이 바람직하다.
도 8에서 보는 바와 같이, 상기 Raw Data 보고 단계(S30)에서 데이터수집 시스템(300)은 상기 단위 시스템(10)으로부터 센서 데이터, 센서 이벤트 데이터, 센서정보 데이터, 동영상 데이터를 설정된 수집주기에 따라 Raw Data 혹은 Raw Data 파일의 형태로 수집 받게 되는 Raw Data 전송단계(S31)를 수행하게 되고, 통신 채널을 해제하고자 할 경우, 데이터수집 시스템(300)이 단위 시스템(10)에 통신채널 해제 요청 메시지를 전달하는 통신 채널 해제 요청 단계(S32)를 수행하고, 이에 따라 통신채널 해제 요청 응답 메시지를 전달 받는 통신 채널 해제 단계(S33)를 수행함으로써 센서와의 데이터 전달을 중단하게 된다.
이때 상기 Raw Data 전송단계(S31)는 센서 데이터, 센서 이벤트 데이터 및 센서상태 데이터를 전송하게 되며, 통합운영시스템(100)은 상기 센서 데이터, 센서 이벤트 데이터 및 센서상태 데이터를 모니터에 디스플레이 시키는 디스플레이단계(S40)를 수행하게 된다.
상기 디스플레이단계(S40) 이후에, 필요에 따라 각 센서 데이터, 센서 이벤트 데이터, 센서상태 데이터에 대한 이상 징후를 발견하여 조기 경보 메시지를 발생시키는 단계가 추가될 수도 있다.
다시 말해 상술한 바와 같이, 상기 통합운영시스템(100)은 모니터 상에서 센서데이터, 센서 이벤트 데이터, 센서 상태 데이터 중 어느 하나 이상에 대해 이상 징후가 발견되면, 조기경보 메시지를 생성하여 이를 조기경보 시스템(400)에 전달하고, 상기 조기경보 시스템(400)은 상기 통합운영시스템(100)으로부터 전달받은 XML 형태의 CAP 메시지를 통해 조기경보를 작동시키며, 관련기관과 통신하여 해당 경보메시지를 전달함으로써 시설물의 이상 징후에 대한 신속한 대처를 하도록 하는 것이다.
10 : 단위시스템 100 : 통합운영시스템
200 : 모니터 300 : 데이터수집 시스템
400 : 조기경보 시스템 500 : 외부기관시스템

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 시설물의 센서로 구성되는 단위 시스템(10)과 데이터수집 시스템(300) 사이에 무선 통신 채널을 설정하는 통신 연결 제어단계(S10)와;
    통신채널이 설정된 상태에서 상기 단위 시스템(10)의 센서정보-센서 기기정보-를 전달받고, 상기 데이터수집 시스템(300)이 상기 단위 시스템(10)으로부터 수신될 Raw Data 전송을 제어하는 Raw Data 수집 제어 단계(S20)와;
    제어 데이터의 제어에 따라 상기 단위 시스템(10)이 상기 데이터수집 시스템(300)으로 센서 데이터, 센서 이벤트 데이터 및 센서상태 데이터 중 적어도 어느 하나를 Raw Data 형태로 전송하는 Raw Data 보고단계(S30)와;
    상기 센서 데이터, 센서 이벤트 데이터 및 센서상태 데이터 중 적어도 어느 하나를 모니터 상에 디스플레이 시키는 디스플레이단계(S40)를 포함하는 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법에 있어서,
    상기 통신 연결 제어 단계(S10)는,
    특정 시설물에 최초 혹은 추가로 설치되는 상기 단위 시스템(10)의 센서와 해당 데이터수집 시스템(300)이 통신채널을 가지도록, 상기 데이터수집 시스템(300)이 상기 단위 시스템(10)에 통신 채널 설정 요청 메시지를 전달하는 통신 채널 설정 요청 단계(S11)와;
    채널이 설정되면, 상기 단위 시스템(10)이 상기 데이터수집 시스템(300)에 통신채널 설정 요청 응답 메시지를 전송하는 채널 설정단계(S12)와;
    상기 단위 시스템(10)과 상기 데이터수집 시스템(300) 간의 통신채널 상태를 확인하도록, 상기 데이터수집 시스템(300)이 통신 채널 상태확인 요청 메시지를 상기 단위 시스템(10)에 전달하는 통신 채널 상태 확인 요청 단계(S13)와;
    상기 단위 시스템(10)이 채널 상태를 확인하여 통신채널 상태확인 응답 메시지를 전달하는 채널 상태 확인단계(S14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 Raw Data 수집제어 단계(S20)는,
    관리 대상이 되는 센서의 정보를 전달받도록, 상기 데이터수집 시스템(300)이 상기 단위 시스템(10)에 관리대상 센서 정보 데이터 요청 메시지를 전달하는 센서 정보 데이터 요청 단계(S21)와;
    상기 센서 정보 데이터 요청에 따라 상기 단위 시스템(10)으로부터 관리대상 센서 정보 데이터 응답 메시지를 전달받는 센서 정보 데이터 응답 단계(S22)와;
    상기 데이터수집 시스템(300)이 Raw Data의 수집에 대한 시작/중지/주기 변경 등을 제어하도록 Raw Data 제어 요청 메시지를 단위 시스템(10)에 전달하는 Raw Data 제어 요청 단계(S23)와;
    상기 Raw Data 제어 요청에 따라 단위 시스템(10)으로부터 Raw Data 제어 응답 메시지를 전달받는 Raw Data 제어 응답 단계(S24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 Raw Data 제어 응답 단계(S24)에서 정적 데이터와 동적 데이터는 1분 ~ 5분 주기로 전송되는 것을 특징으로 하는 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 Raw Data 보고 단계(S30)는,
    상기 데이터수집 시스템(300)이 상기 단위 시스템(10)으로부터 센서 데이터, 센서 이벤트 데이터, 센서정보 데이터, 동영상 데이터를 설정된 수집주기에 따라 Raw Data 혹은 Raw Data 파일의 형태로 수집받게 되는 Raw Data 전송단계(S31)와;
    통신 채널을 해제하고자 할 경우, 상기 데이터수집 시스템(300)이 상기 단위 시스템(10)에 통신채널 해제 요청 메시지를 전달하는 통신 채널 해제 요청 단계(S32)와;
    상기 통신 채널 해제 요청에 따라 상기 단위 시스템(10)으로부터 통신채널 해제 요청 응답 메시지를 전달 받는 통신 채널 해제 단계(S33)를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 각 시설물은 공항, 공동구, 하천/제방, 철도교량, 철도사면, 철도터널, 도로터널, 지하철, 도로교량을 포함하여 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 디스플레이 단계(S40)는 상기 데이터수집 시스템(300)으로부터 전달되는 센서 데이터, 센서이벤트 데이터, 동영상 데이터 및 센서 정보 데이터 중 적어도 어느 하나를 유저 인터페이스에 따른 화면구성으로 모니터 상에 디스플레이 하는 것을 특징으로 하는 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 단위 시스템(10)은 상기 Raw Data를 TCP/IP 형태로 전송되며 Raw Data 파일을 FTP 형태로 전송하는 것을 특징으로 하는 센서를 이용한 이종 시설물의 원격 모니터링 방법.
  9. 삭제
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